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Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
1Aislamiento y elucidación estructural de un compuesto nitrogenado y del haematomato de etilo del...
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
3Aislamiento y elucidación estructural de un compuesto nitrogenado y del haematomato de etilo del...
Caramantin Soriano, María
Calvo Buendía, Eduardo
Vol 83 Nº 2ABRIL - JUNIO 2017
Universidad San Ignacio de Loyola
Picasso Escobar, Gino
Sun Kou, María del Rosario
Univ. Nac. de Ingeniería, Perú
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
5Aislamiento y elucidación estructural de un compuesto nitrogenado y del haematomato de etilo del...CONTENIDO
(Vol. 83 – Nº 2 – 2017)
Editorial …………………………………………………………………………………….
Trabajos Originales
- Aislamiento y elucidación estructural de un compuesto nitrogenado y del haematomato de etilo del líquen Everniopsis trulla, por Olivio Nino Castro Mandujano, Julio Santiago Contreras, J. Álvarez
- Amildprocedureforthesynthesisofallylandbenzylα-hydroxyestersusingO-allyl(Benzyl)-N,N’–dicyclohexylisourea,porElvisRobles-Marín,CésarA.SánchezandJuan-ManuelUrbina-González.
- EvaluaciónexperimentaldeladegradaciónfotocatalíticadelcolorantecibacronnavyH-βGempleandonanopartículasindustrialesdeTiOβ,porElizabethDezaMartí,AnaOsorioAnaya,Joaquín J. Manrique Fajardo.
- Determinacióndelamáximaretencióndecompuestosbioactivosycapacidadantioxidanteenelnéctardetomatedeárbol(Solanum betaceaumCav.),porDaniellaS.RojasBenites,RitvaRepodeCarrasco,ChristianR.EncinaZelada.
- CaracterizaciónquímicadelmaterialparticuladoatmosféricodelCentroUrbanodeHuancayo,Perú,porLuisSuárez-Salas,DanielÁlvarezTolentino,YéssicaBendezú,JoséPomalaya.
- Hidrólisis química y enzimática de extracto de yacón (Smallanthus sonchifolius) para laproducciónde fructosa,porRosanaChirinos,RocíoMendoza,AnaAguilar-Gálvez,DavidCampos.
- Uso de edulcorantes comerciales como una alternativa a la reducción de 5-Hidroximetil-β-furfural (HMF)engalletasmodelo,porNilsHuamánCastilla,ErikAllcca,NiltonLeón,GladysYupanqui.
- Diseño y caracterización teórica de materiales fotoactivos eicientes basados en derivadosdeantra[β,γ-c]pirrolyantra[β,γ-c]tiofenoparaceldassolaresorgánicas,porWalterCuadroBautista,AdolfoEnsunchoMuñoz,JuanaR.Robles.
- Síntesisdebismacromonómerodeβ-oxazolinaysuposteriorpolimerización,porJuanCarlosRueda,JesúsTitoGutarra.
EnseñanzadelaQuímica- Estudio espectroscópico RMN bidimensional de bases de Schiff derivadas de la
4-aminoantipirina,porSergioZamorano,JuanCamus,MarianaZavala.
129
131
143
160
174
187
200
213
221
234
249
261Informaciones
Revista Arbitrada
DerechosreservadosμProhibidoelusototaloparcialdelmaterialdeestarevistasinindicarlafuentedeorigen.Notaμ Las referencias comerciales que aparecen en los trabajos no constituyen una recomendación de laSociedadQuímicadelPerú.
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 187
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
Recibido el 24-01-17
Aprobado el 26-06-17
CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO DEL CENTRO URBANO DE HUANCAYO, PERÚ
LuisSuárez-Salas*a,DanielÁlvarezTolentinoa,YéssicaBendezúb,JoséPomalayab
RESUMEN
LaciudaddeHuancayo, ubicada en losAndes centrales delPerú, presentaproblemasdecalidaddelaire,siendoelprincipalcontaminanteelmaterialparticulado(MP).Porello,elobjetivodelpresenteartículofuecaracterizarlacomposiciónquímicadelMPatmosféricocolectados en una estación ubicada en el centro urbano deHuancayo. Se colectóMP enagostodelβ007,yenero,abrilymayodelβ008conunequipodebajovolumen(PARTISOLFRMβ000)yiltrosde47mm.Sedeterminólaconcentracióndepartículasdetamañohasta10µm(MP
10),partículasmenoresaβ,5µm(MP
2,5)yseanalizólacomposiciónquímicade
hastaγ8elementos,mediantelatécnicadeluorescenciaderayosX(XRF).YenelcasodelMP
2.5seanalizólosionesμnitrato(NO
3
-)ysulfato(SO4
=)yespeciescarbonáceasμcarbonoorgánico(COrg)ycarbonoelemental(CE).Los resultados de MP
10 (64,54 ±γ0,87 µg/m3) y MP
2,5 (γ4,47 ±14,75 µg/m3) superaron
la normativa anual de calidad del aire peruano, siendo el MP2,5
el que representa mayor
abundanciaencomparaciónaotrasciudadesimportantes.Tambiénseevidenciaunamayorconcentración de MP
10 y MP
2,5 en periodo seco. La determinación de la composición química
indicó que los elementos geológicos (8%),metales (1β%) ymetaloides (7%) fueron loscomponentesmás abundantes en elMP
10 y los nometales (4%), iones (11%) y especies
carbonáceas (44%) en elMP2,5. En conclusión este estudio conirma la problemática del
MPen laciudaddeHuancayo,peroevidenciaelmayor riesgodelMP2,5
a la salud de su
población,siendoelsectortransporteunadelasfuentesdeemisiónmásimportantes.
Palabras clave:Composiciónquímica,materialparticulado,Huancayo.
CHEMICAL CHARACTERIZATION OF PARTICULATE MATTER AT AN URBAN SITE OF HUANCAYO CITY, PERU
ABSTRACT
Huancayocity,locatedattheCentralAndesofPeru,presentsairqualityproblemsbeingthemainpollutanttheparticulatematter(PM).Forthatreason,theobjectiveofthispaperwasto characterize the chemical composition of atmospheric PM sampled in a station located
aObservatoriodeHuancayo,InstitutoGeofísicodelPerú.Emailμ[email protected]íaQuímicadelaUniversidadNacionaldelCentrodelPerú.
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inurbancenterofHuancayocity. Itwas sampledPM inaugustβ007,andJanuary,AprilandMayβ008witha lowvolumesampler(PartisolFRMβ000)and47mmilters. Itwasdetermined the concentration of particles smaller than 10 um, particles smaller than 2.5
um and itwas analyzed the chemical composition up to γ8 elements, using theXRaysFluorescence(XRF)technique.Inthecaseof(MPβ,5)additionalanalysiswereperformedfor ionic compositionμ nitrates (NO
3-), sulfates (SO
4
=) and carbonaceous speciesμ organiccarbon(COrg)andelementalcarbon(CE).The results of MP
10(64.54±γ0.87µg/m3)yMP
2,5(γ4.47±14.75µg/m3)werehigherthatthe
annual Peruvian air quality standard, being the MP2,5 the one that registered higher values
than other important cities. Also higher values of MP10
y MP2,5
were registered during the
dry season. The determination of the chemical composition showed that geological elements
(8%),metals(1β%)andmetalloids(7%)werethemostabundantelementsintheMP10andthenon-metals(4%),ions(11%)andcarbonaceousspecies(44%)intheMP
2,5. In conclusion
thisstudyconirmstheproblemofPMinHuancayocity,butprovidesimportantevidencethehigherriskofMP
2,5 to the health of its population, being the transport sector on of the most
important emission sources.
Key words:Chemicalcomposition,particulatematter,Huancayocity.
INTRODUCCIÓN
Elmaterial particulado (MP) atmosférico esuna complejamezcladepartículas sólidasylíquidas presentes en el aire y su composición química representa una complejidad aún mayor.
Para unmejor estudio, es común lamedición de las fracciones delmaterial particuladoμpartículasmenoresde10micrómetros(µm),MP
10 y partículas menores de 2,5 µm, MP
2,5,
las cuales varían ampliamente con respecto a su concentración y composición química
segúneltiempoylugar.Segúnsuorigenseclasiicanenpartículasprimarias,provenientesde fuentes directas comoμ la quemade biomasa, combustión incompleta de combustiblesfósiles, erupciones volcánicas, desgaste de carreteras, suelo,mar ymateriales biológicos(fragmentosdeplantas,microorganismos,polen,etc.);ypartículassecundarias,provenientesprincipalmente de la conversión de gases a partículas en la atmosfera1.
ElMP tiene una profunda inluencia en la salud pública, visibilidad atmosférica (smog)conservacióndelosmaterialesartiiciales(corrosión)yenelclimadeunlugar.Enlasaludpública,porejemplo,muestraunafuertecorrelaciónestadísticapositivaentrelatoxicidaddel PM y las enfermedades respiratorias agudas2;siendoLima,capitaldelPerú,unadelasciudadesconfrecuenciadeasmaenniñosporlarelacióndelMPprovenientedeemisionesdel parque automotor3. Por tal motivo, la caracterización química y vigilancia permanente del
MPesbásicaeimportanteporquenosbrindainformaciónparalaelaboracióndeestrategiasy planes de control y mitigación del MP.
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 189
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EnlosAndescentralesdelPerúseubicalaciudaddeHuancayo,quetieneunadelasmayorespoblacionesdelaregiónandinaperuanaydondelasactividadeseconómicasmásimportantessonμcomercio,transporteeindustria.EstáubicadoenlamargenizquierdadelríoMantaro,enelextremosurdelvalledelMantaro;estádominadoporunrelieveplanoconunabajagradientealtitudinal.SegúnelInstitutoNacionaldeEstadísticaeInformáticadelPerú(INEI)anivelmetropolitano(distritosdeElTambo,HuancayoyChilca)tieneunapoblacióndeγγ6293 habitantes.
LaciudaddeHuancayoestáincluidaenzonasdeatenciónprioritariadecalidaddelairedelMinisteriodeAmbientedePerú(MINAM);siendoelMP,elprincipalproblemadecalidaddeaire4. Por ello, este trabajo, por primera vez, caracteriza la composición química elemental,
iónicaycarbonáceadeMP10
y MP2,5delcentrourbanodeHuancayoporserunazonade
intensa actividad económica.
PARTE EXPERIMENTAL
Ubicación de la estación de monitoreoLaestacióndemonitoreodeMPseubicóenel centrourbanode laciudaddeHuancayo(1β,07°S;75,β1°O;γβ7βmsnm),cercadelainterseccióndedoscallesdegranconluenciavehicularycomercial(igura1).
Figura 1. UbicacióndelsitiodemuestreoenelcentrourbanodeHuancayo,Perú.
Luis Suárez-Salas, Daniel Álvarez Tolentino, Yéssica Bendezú, José Pomalaya190
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ClimatologíaLaclimatologíadeHuancayo fueobtenidade laestacióndelHuayao (1β,04°S;75,γβ°O;γγ1γmsnm)delInstitutoGeofísicodelPerú(IGP)desde1λ66hastaβ00β5(iguraβ).Lavariacióndelatemperaturadescribedosperíodosbiendeinidosduranteelaño,laprimerademínimosvalores,centra¬dosenjunioyjulio(invierno),ylasegundadevaloresmáximosentreoctubreydiciembre(primavera).Latemperaturamediaanualesde11,λ±1,β°C.
Delmismomodo,laprecipitaciónregistradosperíodosbiendeinidosduranteelañoμépocasecayhúmeda.Entrejunioyjulio(invierno)seregistranmínimaslluvias,mientrasqueentreeneroymarzo(verano)sepresentanlaslluviasmásintensas.Febreroeselmesconelmayorregistro,alcanzandounvaloracumuladode1βλ,1mmde lluvia.Elpromedioacumuladoanualdelluviaesde75β±44,γmm.
MonitoreoEl monitoreo del MP se realizó con un equipo colector de partículas de bajo volumen(PARTISOLFRMβ000deThermoScientiic,EE.UU.),elcual fue instaladoa10metrosdel suelo. Complementariamente se instaló una estación meteorológica (modelo βγβ deWeatherhawk,EE.UU.).
Elmonitoreo formó parte del programa de evaluación de calidad de aire de la zona altaymedia de la cuenca hidrográica delMantaro de laMesa de DiálogoAmbiental de laRegión Junín (MEDIAREJ),por talmotivo, enHuancayo semonitoreóencuatromesesμagostodelβ007,enero,abrilymayodelβ008.Duranteestetiemposerealizaroncolectasde MP
10 y MP
2,5eniltrosdetelóncondiámetrosde47mmytamañodeporodeβ,0µm,
para evaluar las concentracionesy composiciónquímica elemental de ambos tamañosdepartículasytambiénserealizaroncolectasadicionalesdeMP
2.5eniltrosdecuarzode47
Figura 2. ClimatogramadeHuancayoenbasealosaños1λ66-β00β.FuenteμIGP
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 191
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Tabla 1. Límites de detección de los elementos analizados en el material particulado.
mmdediámetro,previamentesometidosa500°Cporβ,5horasparaevitarquecontenganfraccionescarbonáceas.EstoserealizóparaevaluarlaconcentraciónenelMPdeionesdeNO
3
- y SO4
=ylasespeciescarbonáceasμcarbonoorgánico(COrg)ycarbonoelemental(CE).La frecuencia de monitoreo del MP10 fue de cada tres días y del MP2,5 fue de cada 15
días.Lacolectadeambostamañosdepartículasserealizóconunlujoconstantede16,7L/minporβ4horassegúnloestablecidoenelDecretoSupremoN°074-β001PCMyD.S.Nº003-2008-MINAM de la normativa peruana.
Análisis de muestrasLas muestras colectadas de MP
10 y MP
2,5fueronenviadasaEE.UU.paraseranalizadaspor
elLaboratorioCHESTERLabNet(httpμ//www.chesterlabnet.com)acreditadoporelNELAC(NationalEnvironmentalLaboratoryAcreditationConference)deEE.UU.
Las concentraciones de MP10
y MP2,5sedeterminaronporelmétodogravimétricoestablecido
enelMétododelaEPAIO-γ.1atravésdeladiferenciadelpesoinicialyinaldecadailtromedianteunamicrobalanzade±0,010mgdeprecisión.
La composición química elemental del MP se obtuvo mediante el análisis de hasta γ8elementosposiblesadetectara travésde la técnicade laluorescenciaderayosX(XRF)establecidoenelmétodoanalíticoEPAIO-γ.γ.Loslímitesdedeteccióndeloselementosanalizados en el MP se muestran en la tabla 1.
Los iones NO3
- y SO4
=seanalizaronporlatécnicadecromatografíaconunequipoDionexICS-γ000(ThermoFisherScientiic,EE.UU.).Estosfueronseparadosenunacolumnadeintercambioiónicoaaltapresiónyextraídosapartirdesustratosdeiltroporinmersiónen10,0 mL de agua desionizada en 60 minutos con sonicación.
Eßemento µg/fißàáo
Eßemento µg/fißàáo
Eßemento µg/fißàáo
Al 0,136
Sr 0,038
Ag 0,129
Sb 0,185
P 0,081
Pb 0,067
As 0,029
Ga 0,036
K 0,051
S 0,067
Ge 0,022
Rb 0,024
Ba 1,424
Fe 0,014
Se 0,024
Br 0,022
In 0,336
Si 0,095
Cd 0,132
La 0,870
Na 2,543
Ca 0,034
Mg 0,305
Ti 0,024
Cl 0,082
Mn 0,026
V 0,017
Co 0,014
Hg 0,060
Y 0,036
Cu 0,014
Mo 0,060
Zn 0,017
Cr 0,017
Ni 0,014
Zr 0,043
Sn 0,231
Pd 0,122
Fuente: CHESTER LabNet
Luis Suárez-Salas, Daniel Álvarez Tolentino, Yéssica Bendezú, José Pomalaya192
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LasespeciescarbonáceasdeCOrgyCEseanalizaronutilizandoelmétodotérmico/ópticobasadoenelmétodoNIOSH5040.ElCOrgsedeiniócomotodoelcarbonoproducidoenunaúnicafasemóvildegashelio,yelCEcomotodoelcarbonoproducidoenunafasemóvildelamezcladelgashelio/oxígeno.
Análisis de datosCon la información meteorológica de dirección y velocidad de viento se elaboraron rosas de
vientosconelprogramaWRPlotViewv8.0(LakesEnvironmentalSoftware,EE.UU.).SeutilizólahojadecálculoExceldeMicrosoftOficeparalaconversióndedatosreportadosdellaboratoriodemicrogramosporiltro(µg/iltro)amicrogramospormetrocúbico(µg/m3),tomandoencuentalatemperaturaypresiónatmosféricadelsitiodemonitoreoporelMétodo EPA IO-β.4. Con el programa R (www.r-project.org) se calculó los estadísticosdescriptivosparacadatamañodemateriaparticuladoycomponentequímicoanalizado,paraluego compararlas con la normativa peruana vigente.
TambiénserealizóunanálisisdelavariabilidaddelasconcentracionesdiariasdeMP10
y
MP2,5porperíodoseco(agostoymayo)ylluvioso(eneroyabril)5. Finalmente, se calcularon
losporcentajesdeloselementosquímicos,ionesyespeciescarbonáceasdetectadosenelMP
10 y MP
2,5,determinándoseloselementosmásabundantes.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Comoseobservaenlaiguraγ,entreagostoβ007ymayoβ008,periodo seco, los vientos
predominantes fueron en dirección suroeste y noreste con una velocidad frecuente de 2,6 a
4,1m/s;encambioeneneroyabrildelβ008,periodo lluvioso, los vientos predominantes
fueron con dirección hacia el sur y sursuroeste con velocidades dominantes de 4,1 a 5,7
m/s.Enambosperiodoslasvelocidadesmáximasfueronmayoresa10,γm/s.Porloqueladirección vientos varía según periodo lluvioso y seco.
Figura 3. RosasdevientosobtenidasenlaestacióndemonitoreodelcentrourbanodeHuancayoenperiodoseco(agostoβ007,mayoβ008)ylluvioso(eneroβ008,abrilβ008).
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 193
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Composición elementalMaterial particulado menor a 10 μm (MP
10):
Como se aprecia en la tabla 2 el promedio para el MP10enelcentrodeHuancayoparalos
cuatromesesdeevaluaciónfuede64,54±γ0,87µg/m3 superandoelEstándardeCalidadAmbiental(ECA)anual(50µg/m3)enmásdelβλ%.Siendoelvalormáximodiarioregistradode14γµg/m3. Ningún valor diario de MP
10superóelECAdeβ4horasperuano(150µg/m3).
Comparando el valor promedio de MP10 deHuancayo,muestramenor concentración con
respectoaldistritodeAte-Lima-Perú(1γ7,γ7µg/m3;γ55msnm)6yotrasciudadesdeAméricaLatinacomoSantiago-Chile(6λµg/m3;550msnm;β007);yesligeramentemayorqueLaPaz-Bolivia(54µg/m3;γ640msnm;β007)7.
Respectoalacomposiciónelementallosmetales(Ca,Al,Fe,K,Mg,Ti,Na,Zn,Mn,Pb,Cu,Sr,Rb,Cr,Cd,Ni,V,ZryY)constituyeronaproximadamente11,λ%delpesodelPM
10,
losmetaloides(Si,AsySb)el7,5%delpesodelPM10,ylosnometales(S,Cl,P,BrySe)
el1,λ%delpesodelPM10.LoscincoelementosmásabundantesdelMP10deHuancayo,duranteelperiododemonitoreo,fueronelSi,Ca,Al,FeyKocupandoel7,6%delMP
10,
indicando la dominancia de elementos geológicos cuya fuente principal es el suelo8.
µ
del 2008.
Variable media s máx. n Variable Media s máx. n
MP10 64,536 30,87 143,003 41
As 0,022 0,03 0,118 38
Si 4,796 2,42 10,984 40
Sb 0,021 0,01 0,029 9
Ca 2,448 1,25 5,803 41
P 0,019 0,01 0,048 25
Al 1,986 1,07 4,652 40
Cu 0,009 0,01 0,024 40
Fe 1,425 0,73 3,231 40
Cd 0,008 0,0004 0,008 3
K 1,083 0,61 3,145 40
Sr 0,008 0,004 0,024 39
S 0,882 0,55 2,227 40
Zr 0,005 0,002 0,008 26
Cl 0,348 0,29 1,340 40
V 0,005 0,003 0,012 16
Na 0,249 0,10 0,427 9
Rb 0,004 0,002 0,009 39
Mg 0,186 0,11 0,474 38
Br 0,003 0,002 0,010 35
Ti 0,131 0,07 0,304 40
Cr 0,003 0,002 0,008 32
Zn 0,057 0,03 0,122 40
Y 0,003 … 0,003 1
Mn 0,040 0,02 0,096 40
Ni 0,002 0,002 0,008 15
Pb 0,035 0,03 0,190 40
Se 0,002 0,0001 0,002 2
µ
µ
µ µ
µ
µ
Tabla 2. Mediaaritmética,desviaciónestándar(s),máximovalor(máx.)ynúmerodedatos(n)para el MP
10(enµg/m3)delcentrourbanodeHuancayoenagostoβ007yenero,
abril y mayo del 2008.
Dadalavariabilidadclimáticadelazona,luegodedeterminarlanormalidaddelosdatosdeMP
10conlapruebadeShapiro-Wilk(p-value=0,0λ),diferenciadevarianzas(F=0,γ11;
p-value = 0,01γ) y de someter la pruebaT para varianzas desiguales (t = -γ,β1; p-value<0,01) seconcluyóque síhaydiferencia signiicativaentre las concentracionesdeMP
10
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registrados entre el periodo seco y lluvioso. Por lo que las concentraciones del MP10 en los
mesessecos(77,γ1±γ4,λ5µg/m3)esmayorquelosmeseslluviosos(50,40±1λ,08µg/m3).EstavariabilidaddiariadelMP
10segúnperiodossecosyhúmedossemuestraenlaigura4.
Material particulado menor a 2,5 μm(MP2,5
)Comosepuedeapreciarenlatablaγ,lamediaaritméticadelMP
2,5paraHuancayofuede
γ4,47±14,75µg/m3 superandoenmásdeldobleelECAanual (15µg/m3).Sólounvalordiario(67,7λµg/m3)registradoelβ5deagostodelβ007superóelECAparaβ4horas(50µg/m3).ComparandoelpromedioanualdelMP
2,5obtenidoenHuancayoconotrasciudades,
registramenores concentraciones con respecto a Bogotá - Colombia (γ5,1 µg/m3)9; peromayoresconcentracionesencomparaciónconLima(γ1,5µg/m3);Santiago(β6,1µg/m3);yMéxicoD.F-México(β6,βµg/m3)9. Cabe resaltar que el MP
2,5eseltamañodepartículade
mayorimportanciaenlaproblemáticadecalidaddeaireysaludpúblicaenHuancayo.
LoscincoelementosquímicosmásabundantesenelPM2,5 fueronelS,Si,K,CayCl; la
granpresenciadelSenestetamañodepartículapodríaestarrelacionadoconlaquemadebiomasa10 y la combustión del diésel11, debido a que cerca al lugar demonitoreo existenhornosdepolleríayparrillerasdondeusancarbónyleñacomocombustible.Asimismo,existegrantránsitovehicular.LoselementosSi,KyCapertenecenaloselementosgeológicosdelos suelos8.
Los metales en el peso del MP2,5constituyeronaproximadamenteel4,1%,losmetaloides
representaron el 2,1% y los no metales representaron el 3,8%. Si comparamos estos porcentajes
con los registrados en el MP10seapreciaunareducciónenaproximadamentetresvecesde
µ µ
µ µ
0
20
40
60
80
100
120
140
160
*3/08/2007
09/08/2007
15/08/2007
21/08/2007
27/08/2007
06/01/2008
12/01/2008
18/01/2008
24/01/2008
30/01/2008
02/04/2008
08/04/2008
14/04/2008
20/04/2008
26/04/2008
05/05/2008
12/05/2008
20/05/2008
26/05/2008
µg/m
3
PeriodoLLuvioso
PeriodoSeco
PeriodoSeco
Figura 4. VariacióndiariadelMP10enelcentrourbanodeHuancayodurantelosmesesde
agosto 2007, enero, abril y mayo del 2008.
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 195
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la proporción de los metales y metaloides, por lo que estos elementos se encontrarían en las
fraccionesgruesas(MP10).Casocontrarioseobservaparalosnometales,predominandoen
lafracciónina(MP2,5).
Al igual que el caso del MP2,5serealizólapruebadenormalidaddeShapiro-Wilk(p-value=
0,00β),perolosdatosnocumplieronnormalidad.Porello,seaplicólapruebanoparamétricade Mann Whitney (p-value = 0,0γ7), la que indicó que también existe una diferenciasigniicativaentrelosdosperíodos.
Lamediaaritméticaenperiodosecofuede4β,61±14,1γµg/m3 siendo mayor al registrado
en el periodo lluvioso β4,β8 ± 8,07 µg/m3. Para evaluar diferencias signiicativas entreestaciónsecayhúmedaprimeroEnlaigura5sepuedeapreciarlavariacióndiariadelasconcentracionesdelMPβ,5enelzonaurbanadeHuancayoagrupadoporestaciones.
Iones Como se observa en la tabla 5, en el MP
2,5existemayorconcentraciónyvariabilidaddelSO
4
=
en comparación con el NO3
-. La mayor presencia de SO4
=, se debería al parque automotor,
pues el centro urbano es muy transitado por vehículos menores y transporte público, lo que
estaría aumentando las concentraciones de SO4
=porprocesosdecombustión,típicasenáreasurbanas11.
µ
Variable media S máx. n Variable media S máx. N
MP2,5 34,465 14,75 67,792 9
Pb 0,018 0,01 0,043 9
S 0,946 0,69 1,929 9
Ti 0,017 0,01 0,027 9
Si 0,684 0,31 1,129 9
As 0,014 0,01 0,033 9
K 0,418 0,25 1,002 9
P 0,009 … 0,009 1
Ca 0,346 0,13 0,501 9
Mn 0,005 0,002 0,009 9
Cl 0,335 0,16 0,497 8
Cu 0,004 0,005 0,015 8
Al 0,334 0,18 0,618 9
V 0,003 … 0,003 1
Fe 0,208 0,09 0,330 9
Br 0,003 0,001 0,005 8
Mg 0,043 0,01 0,051 4
Ni 0,003 0,002 0,004 2
Sb 0,020 … 0,020 1
Sr 0,002 … 0,002 1
Zn 0,018 0,01 0,032 9
Al igual que el caso del MP se realizó la prueba de normalidad de Shapiro-Wilk (p-
µ
µ
Tabla 3. Mediaaritmética,desviaciónestándar(s),máximovalor(máx.)ynúmerodedatos(n)para el MP
2,5,(enµg/m3)delcentrourbanodeHuancayoenagostoβ007
y enero, abril y mayo del 2008.
Luis Suárez-Salas, Daniel Álvarez Tolentino, Yéssica Bendezú, José Pomalaya196
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
0
10
20
30
40
50
60
70
80
*01/08/2007
13/08/2007
25/08/2007
10/01/2008
22/01/2008
03/04/2008
15/04/2008
09/05/2008
21/05/2008
µg/m
3
PeriodoSeco
PeriodoHúmedo
PeriodoSeco
µ
µ
µ µ µ
µ
µ µ
µ
r.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
*01/08/2007
13/08/2007
25/08/2007
10/01/2008
22/01/2008
03/04/2008
15/04/2008
09/05/2008
21/05/2008
µg/m
3
PeriodoSeco
PeriodoHúmedo
PeriodoSeco
µ
µ
µ µ µ
µ
µ µ
µ
Var. media s n
NO3- 1,03 0,52 6
SO4= 2,45 1,77 7
Figura 5. Concentración del MP2,5enelcentrourbanodeHuancayoduranteagostoβ007,
enero, abril y mayo del 2008.
En laigura6semuestra lavariacióndiariade lasconcentracionesdeSO4
= y NO3
- en el
MP2,5.ElpromedioregistradodeHuancayoparaNO
3
-fuede1,0γ±0,5βµg/m3 y SO4
= fue de
β,45±1,77µg/m3,encomparaciónconloregistradoenSaoPaulo-Brasil(NO3
-=β,1µg/m3;SO
4
==γ,γµg/m3)12,yeláreaurbanadeGuangzhou-China13(NO3
-=8,8µg/m3;SO4
==γ8,6µg/m3)fuemenor.MientrasquecomparadoconlaciudaddePiracicaba-Brasil(NO
3
-=0,5µg/m3;SO
4
==1,8µg/m3)12,Huancayoregistramayoresvalores.
Especies carbonáceasEnlatabla5seobservaqueexistemayorcantidaddecarbonoorgánico(COrg)respectoalcarbonoelemental(CE)enelPM
2,5.Laigura6muestralavariabilidaddiariaregistradaen
este estudio.
Tabla 4. Mediaaritmética,desviaciónestándar(s),númerodedatos(n)delossulfatosynitratoscontenidos en el MP
2,5,expresadoenµg/m3,enelcentrourbanodeHuancayo.
Tabla 5. Mediaaritmética,desviaciónestándar(s),númerodedatos(n)delcarbonoorgánico(COrg)ycarbonoelemental(CE)contenidosenelPM
2,5,expresadoenµg/m3,
enelcentrourbanodeHuancayo.
µ
Var. media s n
COrg 8,284 4,733 7
CE 7,062 1,940 6
<LD
0
1
2
3
4
5
6
µg/m
3
NO3- SO4=
<LD
0
2
4
6
8
10
12
14
16
µg/m
3
COrg CE
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 197
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
Figura 6. Concentraciones registradas de NO3- y SO4
=,COrgyCEenMP2,5
en el centro urbano
deHuancayodurantelosmesesdeagostoβ007,enero,abrilymayodelβ008(LDμLímitedeDetección)
Paraevaluarladependenciadeambasespeciescarbonáceasserealizólapruebadecorrelaciónde Spearman, para comprobar la hipótesis de regresión lineal signiicativa entre los dosparámetrosevaluados,dandouncoeicientedecorrelaciónalto(r=0,λ0γ;p-value=0,005),porlo que se puede decir que estas dos variables provienen de una misma fuente. Sabiendo que el
CEseproduceprincipalmentedelosvehículosquefuncionanabasedecombustiblesfósiles,grandes emisiones de compuestos carbonaceos14ydadalagranconluenciavehicularenlazonademuestreodematerialparticulado,podemosairmarqueelCOrgyelCE,registradoparaesteestudioenlaciudaddeHuancayo,provienenprincipalmentedelparqueautomotor.
Componentes del material particuladoAmaneraderesumen,seelaboraronlosgráicosdelaigura7conelinderepresentarlasproporciones que ocupan los componentes analizados en elMPdel centro deHuancayo.En caso delMP
10, a nivel elemental el 12% estuvo representado por los metales, 7% de
metaloides, 2% de no metales. Para el MP2,5 las fracciones carbonáceasμ COrg y CE
representaronelβ4%yβ0%,respectivamente,mientrasqueanivelelementalμel4%estuvorepresentadoporlosmetales,β%demetaloidesy4%denometales;ylasfraccionesiónicasμNO
3
- y SO4
= representaron el 4% y 7%, respectivamente.
µ
<LD
0
1
2
3
4
5
6
µg/m
3
NO3- SO4=
<LD
0
2
4
6
8
10
12
14
16
µg/m
3
COrg CE
Luis Suárez-Salas, Daniel Álvarez Tolentino, Yéssica Bendezú, José Pomalaya198
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
OTROS79%
METALES12%
METALOIDES7%
NOMETALES2%
MP10
OTROS35%
Corg24%
CE20%
NO34%
SO47%
METALES4%
METALOIDES2%
NOMETALES4%
MP2,5
Figura 7. Porcentajes de los componentes químicos analizados en el MP10
y MP2,5
delcentrodeHuancayo.
CONCLUSIONES
ElMP10
y MP2,5enloscuatromesesdemonitoreoregistraronvaloresmayoresdelosECAs
anuales peruanos. Siendo el MP2,5 que registró valores demás del doble delECAanual.
Debidoasutamaño,elMP2,5esdemayorimportanciaenlaproblemáticadecalidaddeaire,
considerándoseunagentederiesgopotencialalasaluddelospobladoresdeHuancayo.
ExistemayorconcentracióndeMP10
y MP2,5
en periodos secos, lo que nos estaría indicando
surelaciónconlosparámetrosclimáticos.
EnelMP10semuestraunaapreciablecantidaddemetales(1β%)yabundanciadeelementos
geológicos. En cambio en elMP2,5
se ha registrado mayoritariamente el S, no metales y
concentraciones importantes deCOrg,CEySO4
= las cuales estarían siendo atribuidas al
parque automotor.
AGRADECIMIENTO
AlArzobispadodeHuancayoyMesadeDiálogoAmbientaldelaRegiónJunínyasuproyectoμFortalecimiento de la Gestión Ambiental para la lucha contra la contaminación de la zona
alta-mediadelacuencadelríoMantaro-Junínconocidocomo“ElMantaroRevive”elcualfueinanciadoporelFondoÍtaloPeruano-FIPporladataotorgadaenesteestudio.AlfondoInnóvate-Perúporelapoyoatravésdecontratoγβ4-PNICP-PIAP-β015delaUniversidadNacional del Centro del Perú.A laUnited StatesAgency International forDevelopment(USAID)víaelproyectoμ“ImpactodeltransportetransfronterizodecontaminantesdelairesobrelosAndesCentralesdePerúrelacionadosalaquemadevegetaciónenlaAmazonía”delprogramaPEERSciences.
Caracterización química del material particulado atmosférico del centro urbano de Huancayo, Perú 199
Rev Soc Quím Perú. 83(2) 2017
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